题目内容
【题目】如图,抛物线
的图象经过点C(0,-2),顶点D的坐标为(1,
),与
轴交于A、B两点.
![]()
(1)求抛物线的解析式.
(2)连接AC,E为直线AC上一点,当△AOC∽△AEB时,求点E的坐标和
的值.
(3)点F(0,
)是
轴上一动点,当
为何值时,
的值最小.并求出这个最小值.
(4)点C关于
轴的对称点为H,当
取最小值时,在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使△QHF是直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
;(2)E
,
;(3)当
时,
有最小值为
;(4)存在,点Q的坐标为
或
或
或
.
【解析】
(1)把C、D坐标代入二次函数解析式,列方程组求出a、c的值即可;(2)根据抛物线解析式可求出A、B两点坐标,即可求出AC、AB的长,设直线AC的解析式为:
,把A、C坐标代入可求出k、b的值,可得直线AC的解析式,根据△AOC∽△AEB可得
,可求出△AEB的面积,进而可求出
,代入直线AC解析式可求出E点坐标,根据相似三角形的性质即可求出
的值;(3)连接BF,过点F作FG⊥AC于G,可得FG=
,可得当折线段BFG与BE重合时,取得最小值,由(2)可知∠ABE=∠ACO,利用∠ABE的余弦和正切求出BE的长和
的值即可;(4)可分如下三种情况:当点Q为直角顶点时(如图):由(3)可知F点的坐标,根据点C与点H关于
轴对称可求出点H坐标,设Q(1,
),过点Q作QM![]()
轴于点M,可得Rt△QHM∽Rt△FQM,即可证明
,即可求出m的值;当点H为直角顶点时,可得HQ//x轴,即可得出Q点坐标,当点F为直角顶点时,可得FQ//x轴,即可求出Q点坐标.
(1)∵
的图象经过点C(0,-2),顶点D的坐标为(1,
),
∴
,
解得:
,
∴抛物线解析式为:
.
(2)∵抛物线解析式为:
.
∴当y=0时,
=0,
解得:x1=-1,x2=3,
∴OA=1,OB=3,AB=4,
∵C(0,-2),
∴OC=2,
∴AC=
,
设直线AC的解析式为:
,则![]()
解得:![]()
∴直线AC的解析式为:![]()
当△AOC∽△AEB时(如图)
![]()
![]()
∵![]()
∴![]()
∴
,
即
,
∴
,
∴
,
将
代入
,得
,
∴E
,
∵△AOC∽△AEB,
∴
,
∴
,
(3)如图,连接BF,过点F作FG⊥AC于G
则FG=
,
∴
,
当折线段BFG与BE重合时,取得最小值,
由(2)可知∠ABE=∠ACO,
∴
,
,
∴当
时,
有最小值为
.
![]()
(4)可分如下三种情况:
①当点Q为直角顶点时(如图):
由(3)得F
,
∵C(0,-2),
∴H(0,2),
∵点Q在抛物线的对称轴上,
∴设Q(1,
),
过点Q作QM![]()
轴于点M,
则Rt△QHM∽Rt△FQM,
∴
,
∴
,
即![]()
![]()
∴Q(1,
)或Q(1,
),
②如图,当点H为直角顶点时:
∵∠FHQ=90°,
∴HQ//x轴,
∵H(0,2),Q点在抛物线对称轴上,
∴Q(1,2),
![]()
③如图,当点F为直角顶点时,
∵∠HFQ=90°,
∴FQ//x轴,
∵F(0,
),Q点在抛物线对称轴上,
∴Q(1,
).
![]()
综上所述,点Q的坐标为
或
或
或![]()